[发明专利]一种通过放电等离子烧结技术提高非稀土MnBi永磁合金高温稳定性的方法

摘要

本发明公开了一种通过放电等离子烧结技术提高非稀土MnBi永磁合金高温稳定性的方法，其步骤为配比母合金样品成分根据MnBi相图，配比原子比为Mn60Bi40的合金，其中Mn元素为片状电解Mn，需氩弧反复熔炼至有金属光泽才可配样；熔炼甩带退火热处理将熔体快淬制备的初始薄带进行退火热处理；表面辅助剂球磨将退火后的薄带通过球磨制备成均匀细小的粉末颗粒；放电等离子烧结将球磨后的粉末装入石墨模具中，利用放电等离子系统在593 K/50 MPa/5 min的烧结条件下进行烧结，即可制得具有优异高温稳定性的MnBi永磁体。通过本发明方法制备的MnBi磁体，其在650 K测试温度下矫顽力仍可达12.04 kOe。

主权项

一种通过放电等离子烧结技术提高非稀土MnBi永磁合金高温稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（一）配比母合金样品成分：根据MnBi相图配比所需合金样品，采用纯度为99.8%的电解Mn、纯度为99.99%的Bi，其中电解Mn需反复熔炼至有金属光泽方可配样；（二）熔炼甩带：将称量配比好的单质元素放入水冷式铜坩埚，真空抽至1.0×10‑3 Pa左右后充入1个标准大气压的高纯氩气，熔炼时需先熔Zr块体，使其吸收炉内残余的氧气，将所配样品在电弧熔炼炉中反复熔炼四至五次，以提高其成分均匀性；后将铸锭经过机械破碎后装进石英管，在高纯氩气保护气氛下感应熔化并利用气压差使其从0.6 mm孔径的石英管管口中喷出，迅速喷出的液滴滴在30‑50 m/s快速旋转的铜辊上，最终制备得到薄带状样品；（三）退火热处理：将甩带制备得到的薄带状样品用石英管密封，其内为高真空状态，使用电阻炉将石英管密封的薄带在温度为540‑673 K、时间为30‑60 min的条件下进行退火，即可获得高纯度低温MnBi相薄带；（四）表面辅助剂球磨：使用玛瑙钵和杵在手套箱中将退火后的薄带粗破碎至100‑300 μm左右，然后以油酸、油胺为表面辅助剂，正庚烷为溶剂，在球料比为15:1、转速为200 rpm和球磨时间为0.5‑8 h的条件下，通过行星式球磨机制备放电等离子烧结前驱粉末；（五）放电等离子烧结：将10 g左右球磨后的粉末装入石墨模具中，利用放电等离子烧结系统，在593 K/50 MPa/5 min的高真空烧结条件下，即可制得圆柱形MnBi永磁体。